Institut für Fahrzeugtechnik Stuttgart (IFS)

Forschungsprojekte

Laufende sowie abgeschlossene Forschungsprojekte des Instituts nach Schwerpunkten aufgelistet
[Foto: FKFS]

Autonomes Fahren

UNICARagil.Gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung.

Projektsteckbrief: UNICARagil

Projektlaufzeit: 01.02.2018 bis 31.01.2022

Projektpartner:

Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - Technische Universität Braunschweig - Technische Universität Darmstadt - Technische Universität München - Universität Ulm - Karlsruher Institut für Technologie - Erweitert wird das Konsortium durch Zulieferer und KMUs aus den Bereichen Antrieb, Simulation, IT-Sicherheit, Embedded Software und Systeme, Kommunikation, Kartierung und Lokalisierung, Logistik und Elektromobilität.

Ansprechpartner:

Lehrstuhl Kraftfahrzeugmechatronik

Herr Prof. Dr.-Ing. H.-C. Reuss

Lehrstuhl Kraftfahrwesen Herr Prof. Dr.-Ing. A. Wagner

Dr.-Ing. Dan Keilhoff

Telefon +49 711 685-65743

Projektinhalte

Disruptive modulare Architektur für vielfältige, agile Fahrzeugkonzepte - Ein Paradigmenwechsel auf dem Weg zur automatisierten, elektrischen Mobilität

Auf der Grundlage eines modularen und skalierbaren Fahrzeugkonzeptes, bestehend aus Nutz- und Antriebseinheit, werden vollständig autonom fahrende elektrische Fahrzeuge entwickelt. Es wird eine neue disruptive, modulare und agile Fahrzeugarchitektur als Plattform konzipiert. Im Rahmen des Projektes wird die Entwicklung einer funktionalen Fahrzeugarchitektur, welche mit der Cloud, der Straßeninfrastruktur und Infobienen vernetzt ist, fokussiert. Weitere Schwerpunkte sind die Entwicklung generischer Sensormodule für die Umfelderfassung, eine flexibel erweiterbare, updatefähige und dienstorientierte Software- und Hardwarearchitektur sowie ein hochdynamischer Radnabenantrieb. Darüber hinaus werden auch Safety- und Security-Anforderungen an die Soft- und Hardwarearchitektur bei der Konzeption und Umsetzung berücksichtigt. Hier ist das Ziel, die Gesamtfunktion der Fahrzeuge über eine modulare Absicherung zu gewährleisten.

Projektförderung: Fördermittelgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung

Mehr zum Projekt auch unter

/sites/default/fak7/ifs/aktuelles/news/Konsortialtreffen-UNICARagil-in-Stuttgart/

oder unter

/sites/default/fak7/ifs/aktuelles/news/UNICARagil-Treffen-der-Projektpartner-am-IFS/

Parkraumbewirtschaftung, Parkgelegenheiten am Rand des Campus
Parkraumbewirtschaftung, Parkgelegenheiten am Rand des Campus

MobiLab.Gefördert durch :Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

Projektlaufzeit:  Start: 11.2018 - 2035

Projektpartner: ISV, IEH, IEW, IST, IFS, Rektorat

Ansprechpartner

Lehrstuhl Kraftfahrzeugmechatronik

Herr Prof. Dr.-Ing. H.-C. Reuss

Dr.-Ing. Dan Keilhoff

Telefon +49 711 685-65743

Projektinhalte: Teilnahme an der Ausschreibung „Emissionsfreier Campus“ vom MWK

Vorstellung der Projekte durch alle 11 teilnehmenden Hochschulen/Unis/FHs war am 04.10.2019.

Projektförderung: MWK (Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg)

Weitere Infos auch unter

Broschuere_MobiLab.pdf (uni-stuttgart.de)

ARENA2036

FlexCarGefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung

Projektlaufzeit: 07.2018 – 31.06.2023

Projektpartner: Daimler, CSI, Trumpf,Constellium, Robert Bosch GmbH, Siemens, Balluff, DXC, DLR, Universität Stuttgart ( IAT, IFS, IFB, IEW), HdM

Ansprechpartner 

Lehrstuhl Kraftfahrzeugmechatronik

Herr Prof. Dr.-Ing. H.-C. Reuss

Dr.-Ing. Dan Keilhoff

Telefon +49 711 685-65743

Projektinhalte:

Eine offene Plattform mit offenen Schnittstellen für das update- und upgradefähige Fahrzeug der Zukunft

Die Vision des Verbundprojekts FlexCAR ist es, neu zu definieren, was künftig unter „Plattform“ in Bezug auf Fahrzeuge und Fahrzeugkonzepte verstanden wird: Es geht nicht mehr um die Befähigung eines Unternehmens zur Entwicklung einzelner Komponenten für die spätere Integration durch OEMs, sondern um die Öffnung des Innovations-, Entwicklungs-, Produktions- und Vertriebsprozesses selbst. Zulieferer werden so zu aktiven, im offenen Wettbewerb stehenden Anbietern, die über den gesamten Fahrzeuglebenszyklus Dienstleistungen und Komponenten entsprechend der offenen Schnittstellen aktiv für den Plattformbetreiber, später jedoch auch direkt für den Endkunden, zur Verfügung stellen können. Darüber hinaus ermöglichen offene Schnittstellen auch für bislang unbeteiligte Akteure wie Start-ups oder Entwicklercommunities einen Marktzugang. In diesem Zusammenhang verschiebt sich die Rolle des heutigen OEMs weg vom Integrator hin zum Plattformentwickler, -anbieter und -betreiber, welcher in diesem Rahmen die Verantwortung für die Gewährleistung von Security und Safety sowie für die Gesamtprodukteigenschaften trägt.

Der Fokus des Verbundprojekts FlexCAR liegt auf der Entwicklung einer offenen kooperativen Fahrzeugplattform für die Mobilität der Zukunft. Das Konzept hebt sich dabei von bisherigen Plattformkonzepten durch die (vollständige) Öffnung und Zugänglichmachung aller Soft- und Hardwareschnittstellen für Anbieter ab. Dies löst starre Produktstrukturen ebenso auf wie die heute entlang der Zuliefererkette bestehenden Hierarchien, wandelt die Rolle der heutigen Akteure und ermöglicht neue Geschäftsmodelle. Die offene Plattform FlexCAR macht den Weg frei für eine Öffnung des Marktzugangs und für die Dezentralisierung von Innovationstätigkeiten sowie für die Flexibilisierung von Entwicklungszyklen und eine verbesserte Ausschöpfung der Kompetenzen des Wertschöpfungsnetzwerks.

Das Ziel ist ein vollständig neues, hinsichtlich individueller Kunden- und Betreiberbedürfnisse flexibles Fahrzeugkonzept als offene Entwicklungsplattform. Dieses umfasst die permanente, dezentrale Weiterentwicklung der Fahrzeugkonfiguration und der relevanten Systeme, eine zielführende Update- und Upgradefähigkeit der hieraus entstehenden Fahrzeuge sowie die Wieder- und Weiterverwendbarkeit von Fahrzeugkomponenten und eine teilweise Auflösung des klassischen Lebenszyklus. Um die Machbarkeit des Konzeptes aufzeigen zu können, besetzt das Verbundprojekt FlexCAR die offenen Schnittstellenfragen im Laufe der Projektdauer anhand typischer Fahrzeugumfänge. Diese Fahrzeugumfänge umfassen dabei die Entwicklung einzelner, zukunftsweisender Komponenten in einem exemplarischen, verkleinerten Innovationsnetzwerk und deren Nutzung in einem Fahrzeugdemonstrator. 

Projektförderung: BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung)

Weitere Informationen unter

https://www.arena2036.de/de/flexcar

 

Fahrzeugdynamik und -technik

Projektlaufzeit: 01.10.2019 bis 30.09.2022

Projektpartner: AUDI AG

Ansprechpartner:

Lehrstuhl Kraftfahrwesen

Prof. Dr.-Ing. Andreas Wagner

Dr.-Ing. Jens Neubeck

Telefon +49 711 685-65701

Projektinhalte

Nutzung von Big Data zur Ableitung von Anforderungen an Gesamtfahrzeugfunktionen

Die Implementierung der Methoden und Prozesse des Systems Engineering im Produktentstehungsprozess ermöglicht die Entwicklung von produkt- und kostenoptimierter Produkte. Die Grundlage optimierter Produkte wird in der Anforderungserhebung gelegt. Diese basiert in der Automobilbranche vor allem auf Erfahrungswerten und der Konkurrenzanalyse, allerdings fehlen Informationen darüber, wie der Kunde mit dem Produkt interagiert. Durch die Ausstattung neuer Fahrzeuge mit Datenloggern wird erstmals ermöglicht, dieses bisher ungenutzte Potenzial zu nutzen, indem Kundendaten in die Anforderungserhebung miteinfließen.

Der Fokus des Projekts liegt daher in der Entwicklung von Prozessen und Methoden zur Erhebung von Anforderungen aus dem Kundennutzungsverhalten. Hierzu wird zunächst ein Anwendungsgebiet mit hohem Optimierungs- und Kosteneinsparungspotenzial identifiziert und ein erster Entwurf des Prozesses entwickelt, mit welchem das Kundenverhalten in smarte Nutzungsszenarien aufgebrochen wird. Zur Identifikation der Nutzungsszenarien werden etablierte Algorithmen des Data Mining herangezogen und für den Anwendungsfall modifiziert. Die Analyse der identifizierten Szenarien sowie deren Wechselwirkungen dienen als Argumentationsgrundlage in der Anforderungserhebung.

Projektförderung Fördermittelgeber AUDI AG

 

Projektlaufzeit: 01.01.2021 bis 31.12.2023

Projektpartner: AUDI AG

Ansprechpartner:

Lehrstuhl Kraftfahrwesen

Prof. Dr.-Ing. Andreas Wagner

Dr.-Ing. Jens Neubeck

Telefon +49 711 685-65701

Projektinhalte

Objektive Bewertung des Fahrverhaltens bei dynamischen Manövern für Fahrzeuge mit Bremsregelsystem

Die derzeitige Entwicklung von Fahrzeugen mit Bremsregelsystem beruht stark auf Fahrversuchen und den Subjektivurteilen einzelner Versuchsingenieure. Dieses Vorgehen hat sich in der Vergangenheit bewährt, da so das vom Fahrer empfundene Fahrzeugverhalten gezielt abgestimmt werden kann. Jedoch ist auf diese Weise der durch steigende Produktkomplexität und Variantenvielfalt zunehmende Entwicklungsaufwand zukünftiger Fahrzeuggenerationen nicht mehr beherrschbar. Um unter diesen Randbedingungen weiterhin Fahrzeuge mit hoher Produktqualität zu entwickeln, bedarf es einer effizienteren und durchgängigeren Gestaltung des derzeitigen Fahrzeugentwicklungsprozesses. Im Rahmen des Forschungsprojekts werden Grundlagen für einen geeigneten Prozess erarbeitet, welcher auf objektiven Bewertungskriterien des Fahrverhaltens beruht. Dazu wird zunächst ein generisches Objektivierungsverfahren entworfen, welches zur Identifikation der objektiven Kennwerte für die Fahreigenschaften von Fahrzeugen mit Bremsregelsystem bei dynamischen Fahrmanövern dient. Aufbauend auf den objektiven Bewertungskriterien werden Methoden für die Auslegungs- und Absicherungsphase der Fahrzeugentwicklung abgeleitet, die den aktuellen Entwicklungsprozess ergänzen und so durchgängiger gestalten. Ein wesentlicher Bestandteil der Methoden sind virtuelle Fahrzeug- und Subsystemmodelle, mithilfe derer die Fahrdynamikbewertung und -auslegung bereits vor dem Aufbau erster physischer Prototypen erfolgen kann. Auf diese Weise können kritische Fahrzeugvarianten frühzeitig identifiziert und im Entwicklungsprozess gezielt berücksichtigt werden. Weiterhin wird eine auf den objektiven Bewertungskriterien aufbauende virtuelle Vorapplikation der Fahrzeuge angestrebt. Folglich verringert sich der Aufwand zur Abstimmung und Absicherung im Fahrversuch, wodurch die Fahrzeugentwicklung auch bei einer hohen Anzahl an Fahrzeugvarianten beherrschbar bleibt.

 

Methodenentwicklung für die integrale Fahrwerksentwicklung

Projektlaufzeit: 01.10.2020 bis 30.09.2023

Projektpartner: AUDI AG

Ansprechpartner:

Lehrstuhl Kraftfahrwesen

Prof. Dr.-Ing. Andreas Wagner

Dr.-Ing. Jens Neubeck

Telefon +49 711 685-65701

Projektinhalte

Methodenentwicklung für die integrale Fahrwerksentwicklung

Grundlegende Ziele der heutigen Fahrwerksentwicklung sind die Umsetzung von Kundenwunsch und Hersteller-DNA. Diese werden in Form von Anforderungen in der Konzeptphase berücksichtigt. Hier werden zunächst mithilfe kinematischer Konzepte die fahrdynamischen Zusammenhänge optimiert. Sobald eine geeignete Lösung gefunden ist, können diese konstruktiv umgesetzt werden. Erst im Verlauf der Konstruktionsphase können Funktionszusammenhänge, wie Bauräume oder mögliche Fertigungsverfahren, vollständig berücksichtigt werden. Diese wiederum haben oft Auswirkungen auf die Umsetzbarkeit der kinematischen Konzepte. Daraus resultiert häufig eine hohe Anzahl an Iterationsschleifen zwischen Konzeption und Konstruktion, wodurch hohe Kosten und lange Entwicklungszeiten verursacht werden.

Deshalb befasst sich das Projekt mit der frühzeitigen und automatisierten Machbarkeitsanalyse von Kinematikentwürfen. Es sollen mit den bereits in der Konzeptphase zugänglichen Informationen mögliche Probleme in der Konstruktionsphase aufgezeigt werden. Dazu werden räumliche Modelle der Fahrwerkskomponenten erzeugt. Deren Gestalt soll aus ihrer Funktion abgeleitet und iterativ an geometrische Randbedingungen angepasst werden. So sollen für jedes kinematische Konzept mehrere Konstruktionsvarianten systematisch erzeugt und hinsichtlich ihrer Machbarkeit bewertet werden können. Ziel ist durch einen Frontloadingansatz die Entwicklungszeit und -kosten in der Fahrwerksentwicklung zu reduzieren. Somit sollen Kundenwunsch und Hersteller-DNA noch besser umsetzbar werden.

Hybridantriebe

48V-Mild-Hybrid (MHEV) mit teilhomogener Dieselverbrennung

Laufzeit: 01.01.2018 - 31.03.2022

Ansprechpartner: Jan Klingenstein, M.Sc. und Andreas Schneider, M.Sc.

Projektbeschreibung:
Im Zuge der sich immer mehr verschärfenden Abgasgesetzgebung und der geplanten Einführung der Typgenehmigung im realen Fahrbetrieb müssen speziell für den Dieselmotor Wege gefunden werden, um die vergleichsweise hohen Stickstoffoxid- und Partikelemissionen zu reduzieren. Neben der Elektrifizierung des Antriebsstrangs bietet die Adaption eines teilhomogenen Brennverfahrens eine weitere Lösungsmöglichkeit zur Entschärfung dieses Zielkonfliktes. Besonders für den transienten Motorbetrieb verlangt die ausgeprägte Sensitivität der teilhomogenen Verbrennung auf veränderte Randbedingungen im Luft- und Kraftstoffpfad ein genaues Steuer- bzw. Regelverhalten des Verbrennungsmotors. Die, mit diesem alternativen Brennverfahren einhergehenden, erhöhten Kohlenwasserstoff-Emissionen erfordern den Einsatz eines elektrisch beheizten Katalysators in Verbindung mit dem 48V-Bordnetze eines milden Diesel-Hybrids. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Optimierung der Betriebsstrategie für einen Dieselhybridverbund mit teilhomogener Verbrennung unter Berücksichtigung der Abgasnachbehandlung. Eine Phlegmatisierung des Dieselmotors mit angepasster Verbrennungsregelung erlaubt die Kompensation der Luftpfadträgheit in transienten Phasen und ermöglicht so eine weitere Reduktion der Emissionen. Im Rahmen des beantragten Vorhabens soll das Konzept für reale, RDE-relevante Fahrzustände optimiert werden. Wird im Projekt durch den Versuchsträger nachgewiesen, dass ein Konzept im städtischen Bereich zu einer Reduktion der Schadstoffbelastung führt, ist dies von volkswirtschaftlichem und gesellschaftlichem Gesamtinteresse.

Kernziele des Vorhabens: Kraftstoff- und Schadstoffreduktion durch homogenes Dieselbrennverfahren und Elektrifizierung des Antriebstranges.

Fördermittelgeber: BMWi/AiF - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie / Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen

Für weitere Informationen zum Projekt stehen Ihnen auch die Ansprechpartner der Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V. (FVV) zur Verfügung.

Antriebsstrang 2040

Projektlaufzeit: 01.04.2019 – 30.09.2021

Ansprechpartner: Tobias Stoll, M.Sc.

Projektpartner: Universität Stuttgart, Institut für Akustik und Bauphysik (IABP)

Projektbeschreibung:

Die Studie untersucht mögliche Antriebsstrangkonfigurationen zum Erreichen der CO2-Ziele im Jahr 2040. Es werden eine Limousine, ein Sports Utility Vehicle (SUV) und ein leichtes Nutzfahrzeug (~5 t Zuladung) betrachtet. Im ersten Arbeitsschritt wird der Markt und die Gesetzgebung anhand bestehender Studien und Zielvorgaben untersucht. In einem zweiten Arbeitsschritt erfolgt die Betrachtung möglicher Antriebsstrangkonfigurationen für die zu untersuchenden Fahrzeugtypen. Anschließend werden die vielversprechendsten Fahrzeugkonzepte für eine weiterführende Betrachtung und Simulation ausgewählt. Parallel zur Simulation der Fahrzeugtypen erfolgt eine Analyse der Umweltwirkung der ausgewählten Fahrzeugkonzepte durch ein Life Cylce Assesment. Hierbei werden die Fahrzeugproduktion, die Kraftstoffproduktion (well to tank) und der Kraftstoffverbrauch (tank to wheel) des Fahrzeugs untersucht.

Kernziele des Vorhabens: Gegenüberstellung des Verbrauchs, als auch der Umweltwirkung (CO2-Emissionen) verschiedener zukünftiger Antriebsstrangtechnologien über den gesamten Lebenszyklus eines Fahrzeuges.

Fördermittelgeber: Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V.

Für weitere Informationen zum Projekt stehen Ihnen auch die Ansprechpartner der Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V. (FVV) zur Verfügung.

Fahrzeugaerodynamik und Windkanaltechnik

Projektlaufzeit: 3 Jahre (bis September 2022)

Projektpartner: Dr.-Ing. h. c. F. Porsche AG.

Ansprechpartner

Lehrstuhl Kraftfahrwesen

Prof. Dr.-Ing. Andreas Wagner/

Prof. Dr.-Ing. J. Wiedemann

Dipl.-Ing. Nils Widdecke

nils.widdecke@ifs.uni-stuttgart.de 

Reduzierung des CO2 Ausstoßes durch aktive Strömungsbeeinflussung am Fahrzeugdiffusor

Der CO2 Ausstoß eines Fahrzeugs bzw. dessen Reichweite wird von den wirkenden Fahrwiderständen bestimmt. Die Luftwiderstandskraft steigt dabei quadratisch mit der Fahrgeschwindigkeit an und ist ab einer Fahrgeschwindigkeit von ungefähr 70 km/h die größte der wirkenden Kräfte. Ebenso ist die Luftwiderstandskraft proportional zu dem Produkt aus dem Widerstandskoeffizienten cw und der Stirnfläche Ax. Insbesondere SUVs und Geländewagen zeichnen sich durch eine Kombination aus großem cw und Ax aus. Zusätzlich unterliegen diese Fahrzeuge geometrischen Anforderungen, die u. a. Mindestmaße für den Bodenabstand und die Böschungswinkel vorgeben. Dies schränkt den Freiraum der aerodynamischen Optimierung der Grundform deutlich ein. Der Zusammenhang zwischen Geometrie und Strömungszustand lässt sich durch die aktive Strömungsbeeinflussung aufbrechen. Dafür wird der Strömung ein Impuls zugeführt. Durch den konvektiven Transport der Störung und deren Anwachsen kann eine Änderung des natürlichen Strömungszustands herbeigeführt werden. Das IFS arbeitet seit über 10 Jahren im Bereich der aktiven Strömungsbeeinflussung. So wurde z. B. eine quasi zweidimensionale Umströmung eines stumpfen Körpers mit einem Synthetischen Jets beeinflusst. Dessen Auslass wurde nahe der Hinterkante des Körpers platziert. Ein Synthetischer Jet wird durch eine schwingende Membran gebildet, die ein zyklisches Ein- und Ausströmen am Auslass erzeugt. Die Betriebsfrequenz und Amplitude steuert den zeitlichen Verlauf des zugeführten Impulses. Angewendet nahe der Abrisskante, kann die Scherschicht angeregt und der Luftwiderstand gesenkt werden. An einem detaillierten Fahrzeugmodell ist bisher keine wirksame Anwendung erfolgt. In dem vom Wirtschaftsministerium geförderten Forschungsvorhaben soll erstmals eine wirksame Strömungsbeeinflussung an einem detaillierten SUV Modell angewendet werden. Das Ziel ist die Senkung des Luftwiderstands und somit des CO2 Ausstoßes. Bedingt durch den erhöhten Bodenabstand und den großen hinteren Böschungswinkel, ist die Beeinflussung der unteren Scherschicht vielversprechend. Eine wirksame Anwendung hängt dabei maßgeblich von der detaillierten Kenntnis der unbeeinflussten Umströmung ab. Das Projekt wird durch die Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG unterstützt. Kernziele des Vorhabens sind Untersuchung des Effekts einer hochfrequenten Anregung der Scherschicht; Untersuchung der Korrelation zwischen der Diffusorgeometrie und Scherschichtanregung; Energetische Bilanzierung der Strömungsbeeinflussung eines realistischen Fahrzeugs.

Projektförderung Fördermittelgeber Wirtschaftsministerium

Projektlaufzeit: 3 Jahre (bis 30.04.2022).

Projektpartner: Institut für Maschinenelemente, Universität Stuttgart

Ansprechpartner

Universität Stuttgart
IFS Lehrstuhl Kraftfahrwesen
Leitung: Prof. Dr.-Ing. Andreas Wagner

Herr Dr.-Ing. Timo Kuthada

Telefon +49 711 685-67615

Virtuelle Kupplung für Hochgeschwindigkeitszüge in Folgefahrt und Interaktion mit der Aerodynamik

Die virtuelle Kupplung ist ein vielversprechender Baustein zur Steigerung der Attraktivität und Wirtschaftlichkeit des Schienenverkehrs. Bei einer virtuellen Kupplung besteht keine physische Verbindung zwischen zwei oder mehreren Triebzügen, sondern es werden stattdessen kontinuierlich Daten zwischen den Zügen ausgetauscht. Die Triebzüge agieren dann zusammen als ein funktional vereinheitlichter Zugverband.
Ist eine standardisierte Kommunikation gegeben, so ist die virtuelle Kupplung auch ein Lösungsansatz zur Multikuppelbarkeit von Zügen, d.h. zur funktionalen Kuppelbarkeit mehrerer bauartfremder Triebzüge eines Herstellers oder verschiedener Hersteller. Durch die virtuelle Kupplung von Zügen kann außerdem der Streckendurchsatz erhöht werden, ohne gleichzeitig die höhere Flexibilität mehrerer kurzer Züge zu verlieren. Des Weiteren ergibt sich durch die dichte Folgefahrt der Triebzüge eines virtuell gekuppelten Zugverbandes eine mögliche Reduzierung des Luftwiderstands und damit des Energiebedarfs. Solche Konvois wurden bereits bei Nutzfahrzeugen untersucht, wobei teilweise beträchtliche Kraftstoffeinsparungen erreicht wurden.
Aus aerodynamischer Sicht ist die Interaktion zwischen den Zügen eines virtuell gekuppelten Zugverbands auch in Hinblick auf einen sicheren Betrieb, z.B. unter Einfluss von starken Seitenwinden, zu untersuchen.
Im Rahmen dieses Projekts wird durch den Projektpartner, das Institut für Maschinenelemente (IMA) der Universität Stuttgart, eine Risikoanalyse zur virtuellen Kupplung von Hochgeschwindigkeitszügen durchgeführt sowie ein Betriebskonzept erarbeitet. Am IFS werden sowohl das Potential zur Luftwiderstandsreduktion durch die dichte Folgefahrt von Hochgeschwindigkeitszügen als auch die Auswirkungen einer solchen Folgefahrt auf weitere aerodynamische Fragestellungen wie die Seitenwindstabilität untersucht.

Kernziele des Vorhabens sind

Die Untersuchung der Realisierbarkeit einer virtuellen Kupplung von Hochgeschwindigkeitszügen sowie die Bewertung des aerodynamischen Potentials zur Widerstandsreduzierung.

Prädiktive Diagnose

InGe.Gefördert durch: Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg im Rahmen der Mittelstandsoffensive Mobilität (MOM).

Projekttitel: InGe: Intelligente Gelenkwelle zur prädiktiven Vorhersage von Bauteilschädigungen

Projektlaufzeit: Januar 2019 – Juni 2021

Projektpartner: Universität Stuttgart, Eugen Klein GmbH, CTC battery technology GmbH (ehemals CTC cartech company GmbH)

Ansprechpartner IFS:

Dipl.-Ing. Chris Auer

0711-685 69456

chris.auer@ifs.uni-stuttgart.de

Bearbeiter: Dipl.-Ing. Chris Auer
Projektleitung: Dr.-Ing. Omar Abu Mohareb

Bereichsleitung: Dr.-Ing. Michael Grimm

Projektinhalte:

Gelenkwellen von Fahrzeugen verschleißen mit zunehmender Laufleistung. Ungünstige Bedingungen können zu Frühausfällen führen. Eine Gefährdung der Sicherheit mit Personenunfällen ist möglich.

Ziele des Projekts InGe ist die prädiktive Erkennung von Lagerschäden an der Gelenkwelle durch ein neu zu erforschendes, preiswertes und automotive-geeignetes Messverfahren. Das System wird sich mittels Energy-Harvesting autark mit Energie versorgen. Vom Messsystem erkannte Gelenkwellenschäden sollen an den Fahrer oder an die Spedition gemeldet werden.

Bisher gibt es keine preiswerten Lösungen für Serienfahrzeuge auf dem Markt.

Im Rahmen von InGe wird an einer kostengünstigen Alternative für Serienfahrzeuge geforscht, die auch nachrüstbar sein soll.

Aspekte/Kompetenzen:

-             Algorithmen zur Beurteilung des Gelenkwellenzustandes

-             Entwicklung einer autarken Energieversorgung

-             Entwicklung von Mess- und Funkübertragungssystem

-             Miniaturisierung der Elektronik

-             Entwicklung eines Labors für Prüfstandsversuche

-             Aufbau der Prototypen

-             Pilotanwendung im Fahrzeug

Projektförderung:

Fördermittelgeber: Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg im Rahmen der Mittelstandsoffensive Mobilität (MOM)

Verbrennungsmotorische Antriebe

Gemischhomogenisierung Otto II

Projektlaufzeit: 01.07.2019 - 31.03.2022

Ansprechpartner: Daniel Ismail Mir, M.Sc.

Projektpartner:

RWTH Aachen, Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen (VKA)

Projektbeschreibung:

Aufgrund des großen Wirkungsgradsteigerungspotenzials sind homogen-magere Ottobrennverfahren als Technologie für 2025+ verstärkt in der Betrachtung. Hierbei spielt die verlässliche Vorhersage der Rohemissionen eine essenzielle Rolle. Aufgrund der häufigen Motorstarts mit potentiell ausgekühlter Abgasnachbehandlung nehmen auch bei stark hybridisierten stöchiometrischen Konzepten die Rohemissionen an Bedeutung zu. Die NO-Bildung im Ottomotor hängt insbesondere bei Luftüberschuss stark vom Homogenisierungsgrad im Verbrannten ab. Die CO-Emissionen werden ebenfalls von der lokalen Temperatur beeinflusst. Das Hauptziel ist daher das im Vorgängervorhaben entwickelte Inhomogenitätsmodell für die unverbrannte Masse auf die verbrannten Bereiche zu erweitern und somit die exakte NO- und CO-Rohemissionsvorhersage zu ermöglichen. Hierbei sind auch die zyklischen Schwankungen der Inhomogenitäten abzubilden sowie die NO- und CO-Bildungsmechanismen genau zu beschreiben. Das Forschungsvorhaben ist von großer wirtschaftlichen Bedeutung, da die Ergebnisse gezielt in die Motorauslegung und - entwicklung sowie die Entwicklung von Systemkomponenten, Simulationssoftware, Entwicklungswerkzeugen und Motorsteuersystemen bei KMU einfließen. Zudem wird die belastbare Simulation von homogen-mageren Ottobrennverfahren zur Erfüllung gesetzlicher Auflagen hinsichtlich Schadstoffausstoß und CO2-Reduktion beitragen. Eine industrielle Umsetzung ist dabei durch standardisierte Tools und das Bereitstellen eines lauffähigen Programms (FVV-Zylindermodul) sowie umfangreicher Dokumentation mit begleitender Einführungsschulung schnell und mit geringem finanziellem Aufwand möglich. Als Transfermaßnahmen stellen zudem die Veröffentlichung von Dissertationen und des Abschlussberichts, die Verwendung der Ergebnisse in Lehre und Weiterbildung, Vorträge und Präsentationen sowie ein möglicher Personaltransfer in die Industrie auch nach Abschluss des Vorhabens den langfristigen Nutzen der Projektergebnisse sicher.     

Kernziele des Vorhabens: Modellierung des Inhomogenitätsgrades und der Rohemissionsbildung im verbrannten Gemisch bei homogenen und insbesondere homogen-mageren Ottomotoren.

Fördermittelgeber: BMWi/AiF - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie / Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen

Für weitere Informationen zum Projekt stehen Ihnen auch die Ansprechpartner der Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V. (FVV) zur Verfügung.

ABSCHLUSSBERICHT

Bewertung des ottomotorischen E-Fuels „DMC+“ für den Einsatz im Langstrecken-Lkw mit einer optimierten Auslegung von Verbrennung, Abgasnachbehandlung und Schalldämpfung durch Nutzung von Methoden der künstlichen Intelligenz

Projektlaufzeit: 01.01.2020 - 31.12.2022

Ansprechpartner: Sasa Milojevic, M.Sc.

Projektbeschreibung:

Trotz großer Bemühungen und Fortschritte bei der Elektrifizierung von LKWs im Verteilerverkehr bleibt der rein batterie-elektrische Betrieb von Fernstrecken-Lkws aus aktueller technologischer und betriebswirtschaftlicher Sicht zumindest fragwürdig. Neben der geringeren effektiven Nutzlast und Reichweite, spricht vor allem die absehbar nicht ausreichend ausgebaute Ladeinfrastruktur gegen die breite Einführung von rein batterie-elektrischen Langstrecken-Lkws. Als mögliche Alternative bietet sich der Einsatz von strombasierten Kraftstoffen (E-Fuels) an, die durch eine regenerative Stromgewinnung annähernd CO2 neutral hergestellt und in modifizierten Verbrennungsmotoren verwendet werden können. Wird diese vorteilhafte Umweltbilanz bei zukünftigen gesetzlichen Vorgaben positiv berücksichtigt, rückt die CO2 Emission ganzheitlich betrachtet als Entwicklungsschwerpunkt in den Hintergrund. So wird die Frage nach dem Antriebskonzept zunehmend auch von den Herstellungskosten des Energieträgers geprägt. Im Rahmen ottomotorischer Brennverfahren bietet deshalb der synthetische Ersatzkraftstoff DMC+ aufgrund seiner günstigen Herstellung eine mögliche Alternative zu dem bereits bekannten Kraftstoff OME.

Um dieses im Raum stehende Potential bewerten zu können, wird in der vorliegenden Forschungsarbeit ein Motorkonzept erarbeitet, welches das Optimum für die Verwendung von DMC+ darstellt. Hierzu gehört neben der Optimierung des eigentlichen Motors auch eine Betrachtung des Gesamtsystems, einschließlich der Abgasnachbehandlung mit Berücksichtigung von Schadstoffemissionen und des Systemverhaltens im Fahrbetrieb. Eine effiziente Auslegungs- und Optimierungsstrategie auch in Hinblick auf die Modellgestaltung und –entwicklung wird dabei durch die Verwendung von Methoden der künstlichen Intelligenz unterstützt und gegebenenfalls ersetzt. Deren Einsatz ist für dieses Vorhaben ebenfalls zugänglich zu machen und zu bewerten.

Kernziele des Vorhabens: Erarbeitung eines Motorkonzepts für den Betrieb mit dem synthetischen Ersatzkraftstoff DMC+.

Fördermittelgeber: Friedrich und Elisabeth Boysen-Stiftung

Wassereinspritzung bei Ottomotoren II

Projektlaufzeit: 01.10.2019 - 31.03.2022

Ansprechpartner: Edoardo Rossi, M.Sc.

Projektpartner:

TU Berlin, Institut für Land- und Seeverkehr, FG Fahrzeugantriebe (VKM)

Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg, Institut für Elektrische und Thermische Energiesysteme, Lehrstuhl Thermodynamik/Thermische Verfahrenstechnik

Projektbeschreibung:

Das Projekt FVV Wassereinspritzung bei Ottomotoren hat bisher schon einen Einblick in das Verhalten der Wasserinjektoren und des Einflusses des Wassers auf die Thermodynamik und Chemie im Zylinder geliefert, mit Hilfe von Einzylinderexperimenten und Simulation. Jedoch gibt es noch viele offene Fragen der Arbeitsgruppe, die in einem Nachfolgeprojekt bearbeitet werden sollen. Die erste Thematik beschäftigt sich mit einer genaueren Betrachtung der Einflüsse der Wassereinspritzung auf das lokale Mischungsverhalten. Dabei sollen auch fortschrittliche Methoden untersucht werden, wie z.B. 500 bar Drücke der direkten Einspritzung, Emulsionseinspritzung und Mehrfacheinspritzungsstrategien. Dabei soll der Einfluss der Änderung der Hardware auf die Wassereinspritzung untersucht werden, um mögliche weitere Potentiale zu erschließen. Des Weiteren soll die Kombination verfügbarer Technologien wie Variabler Ventilsteuerzeiten und Abgasrückführung mit Wassereinspritzung untersucht werden. Die Fragen sollen beantworten werden, wie sich diese Technologien gegenseitig beeinflussen und welche Potential es über das vollständige Motorkennfeld gesehen gibt. Die Änderung der Abgastemperatur und Abgaszusammensetzung und deren Einfluss auf die Konvertierung im Drei-Wege-Katalysator und Otto-Partikelfilter sollen auch weiter untersucht werden. Dabei geht es um ein besseres Verständnis der physikalischen und chemischen Prozesse und deren Übertragung in Simulationsmodelle. Die Ergebnisse des Folgeprojekts kommen den Fahrzeugherstellern und Zulieferern zugute und helfen ihnen ihre Produkte weiter zu verbessern, auch in Hinblick auf die zukünftige RDE Gesetzgebung.

Kernziele des Vorhabens: Bewertung des Potentials und der Risiken der Wassereinspritzung zur Steigerung des Wirkungsgrades und der Last bei Ottomotoren.

Fördermittelgeber: Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V.

Für weitere Informationen zum Projekt stehen Ihnen auch die Ansprechpartner der Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V. (FVV) zur Verfügung.

Partiell vorgemischte Dieselbrennverfahren mit Mehrfacheinspritzungen

Laufzeit: 01.01.2019 - 31.03.2022

Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Berner, Marvin Wahl, B.Sc., Viktoria Kelich, M.Sc.

Projektpartner: ETH Zürich, Aerothermochemistry and Combustion Systems Laboratory (LAV)

Projektbeschreibung:

Die partiell vorgemischte Kompressionszündung (PCCI) gilt als vielversprechendes Diesel-Verbrennungskonzept für extrem niedrige Emissionen mit hoher Prozesskontrollierbarkeit. Für niedrige Last-/Drehzahl-Motorbetriebspunkte hat PCCI bereits die gleichzeitige Verringerung von Ruß- und NOx-Rohemissionen nachgewiesen und damit einen Ausweg aus dem bestehenden NOx/Ruß-Konflikt der konventionellen Dieselverbrennung aufgezeigt. Die aktuelle Forschung und Entwicklung im Bereich der Dieselverbrennung, insbesondere bei Optimierungsprozessen, stützt sich auf numerische Methoden. Zuverlässige phänomenologische Verbrennungs- und Zündverzögerungsmodelle haben sich hierbei als besonders geeignet für Parameterstudien erwiesen. Die meisten Zündverzögerungsmodelle wurden jedoch für die konventionelle Dieselverbrennung entwickelt.

In diesem Projekt sollen daher neue Zündverzugsmodelle dargestellt werden, welche die Zündverzögerungen für den PCCI-Betrieb mit Mehrfacheinspritzungen für die 0D-Simulation vorhersagen. Zu diesem Zweck sollen Messungen an einem Einzylinder-Aggregat durchgeführt werden, um so die PCCI-Verbrennung zu charakterisieren und Daten für die sich anschließende Modellerstellung und -validierung bereitzustellen.

Die Arbeiten am IFS werden in Kooperation mit der ETH-Zürich durchgeführt. Dort werden parallel 3D-CRFD-Simulationsrechnungen mit detaillierter chemischer Kinetik durchgeführt und um umfangreiche Verbrennungsmodelle ergänzt.

Kernziele des Vorhabens:
Erstellung eines Simulationsmodells zur vorhersagefähigen Berechnung des kombinierten physikalisch-chemischen Zündverzugs bei teilhomogenen Diesel-brennverfahren mit Mehrfacheinspritzung.

Fördermittelgeber:

CORNET - Collective Research Networking

BMWi/AiF - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie / Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen

FVV - Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e.V.

Für weitere Informationen zum Projekt stehen Ihnen auch die Ansprechpartner der Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V. (FVV) zur Verfügung.

 

Verbrennungsmotorische Antriebe

 

Projektlaufzeit:01.03.2019- 28.02.2022

Ansprechpartner: Sebastian Croenert, M.Sc.

Projektpartner:

RWTH Aachen, Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen (VKA)

RWTH Aachen, Institut für Technische Verbrennung (ITV)

Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg, Institut für Elektrische und Thermische Energiesysteme, Lehrstuhl Thermodynamik/Thermische Verfahrenstechnik

Projektbeschreibung:

Die Reduzierung der CO2-Emissionen ist eine weltweite Herausforderung. Um den Problemen auf der ganzen Welt gerecht zu werden, verbessern die Kraftstoffe der neuen Generation die thermische Effizienz des Motors und reduzieren die Emissionen. Aus Sicht der Verbrennungswissenschaft ist es wichtig, Kraftstofftechnologien zu untersuchen, da Ölraffinerieprozesse neben dem Argument zum E-Fuel noch ein großes Potenzial zur CO2-Reduktion haben. Daher möchten wir uns auf die Kraftstoffe der neuen Generation konzentrieren, die die Magerverbrennung und die AGR-Verbrennung verbessern und das Klopfen aus verbrennungswissenschaftlicher Sicht mildern. Hauptziel dieses Forschungsprojektes ist die Entwicklung einer Motor- und Kraftstoffkooptimierungsmethode, um zu bewerten, wie die Kraftstoffzusammensetzung einen systematischen Beitrag zu umweltfreundlichen Antriebssträngen leisten kann. Die Methodik zielt darauf ab, das Betriebsverhalten des Motors und den Kraftstoff bei gleichzeitiger Verbesserung der Verbrennungseigenschaften zu optimieren. Das Projekt wird thematisch in fünf Arbeitspakete unterteilt: Kraftstoffdesign und Reaktionskinetik, Thermodynamische Tests, numerische Untersuchungen, 0D/QD-basierte Messanalyse und Verbesserung von QD-Modellen für zukünftige Kraftstoffzusammensetzungen und Kraftstoffmischungsoptimierung.

Kernziele des Vorhabens: Wie können neue Generationen von Kraftstoffen und deren Zusammensetzung systematisch dazu beitragen, den Wirkungsgrad zu verbessern und die Emissionen für eine nachhaltige Mobilität zu reduzieren.

Fördermittelgeber: Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V.

Für weitere Informationen zum Projekt stehen Ihnen auch die Ansprechpartner der Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V. (FVV) zur Verfügung.

Basismodell Klopfen und Einflussgrößen

Projektlaufzeit: 01.06.2018 – 30.11.2020

Ansprechpartner: Marco Hess, M.Sc.

Projektpartner:

RWTH Aachen, Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen (VKA)

RWTH Aachen, Institut für Technische Verbrennung (ITV)

Projektbeschreibung:

Bei Turbo-Ottomotoren ist Klopfen eine der wichtigsten Auslegungsgrenzen. Gleichzeitig ist es eines der in der 0D/1D-Simulation am schwierigsten vorhersagbaren Phänomene. Hieraus ergibt sich eine wesentliche Einschränkung bzgl. der Vorhersagefähigkeit von 1D-Modellen von Turbo-Ottomotoren, z.B. bei der Anwendung in Konzeptstudien. Die letzten Arbeiten innerhalb der FVV am 0D-BasisKlopfmodell fanden i.W. von 1998-2001 (Vorhaben "Klopfkriterium") statt, einige Ergänzungen folgten im Vorhaben "wirkungsgradoptimaler Ottomotor II" (2009). In den letzten 17 Jahren seit dem FVV-Vorhaben "Klopfkriterium" hat sich sowohl die Motorentechnologie weiterentwickelt (das FVV-Projekt "Klopfkriterium" wurde 2001 noch am Saugmotor durchgeführt), ebenso konnten viele Erfahrungen mit den Modellen von 2001 und 2009 gesammelt werden. Hieraus ergeben sich vielfältige Ideen zu möglichen Modellverbesserungen und Erweiterungen. Bisherige und beantragte FVV-Projekte zur Weiterentwicklung der 0D/1D-Klopfmodelle beschränken sich auf spezielle Anwendungsfälle (z.B. VL-AGR, methanbasierte Kraftstoffe). Eine Weiterentwicklung des "Basis-Klopfmodells" fand in den letzten 17 Jahren nicht statt, obwohl viele Erfahrungen mit diesem Modell bei FVV-Mitgliedern gewonnen werden konnten. Ziel dieses Vorhabens ist die Weiterentwicklung des "Basismodells", um eine höhere Vorhersagegüte erreichen zu können. Diese Weiterentwicklung sollte zum einen Modellgrenzen und -unsicherheiten bei aktuellen Anwendungen adressieren, zum anderen sollte das Modell gleichzeitig für zukünftige Anforderungen validiert oder ggf. erweitert werden.

Kernziele des Vorhabens: Weiterentwicklung von Klopfmodellen für die 0D/1D-Motorprozessrechnung für aktuelle und zukünftige Anforderungen.

Weiterentwicklung des "Basis-Klopfmodells-0D/1D".

Fördermittelgeber: BMWi/AiF - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie / Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen

Für weitere Informationen zum Projekt stehen Ihnen auch die Ansprechpartner der Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V. (FVV) zur Verfügung.

Emissionsmodellierung der dieselmotorischen Verbrennung mit variabler Ventilsteuerung

Projektlaufzeit: 01.08.2016 - 29.02.2020

Ansprechpartner: Qirui Yang, M.Sc.

Projektpartner:

TU Berlin, Institut für Land- und Seeverkehr, FG Fahrzeugantriebe (VKM)

Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg, Institut für Elektrische und Thermische Energiesysteme, Lehrstuhl Thermodynamik/Thermische Verfahrenstechnik

Projektbeschreibung:

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erarbeitung und Analyse von motorischen Zusammenhängen von variablen Ventilerhebungskurven auf Rohemissionen, Verbrauch, Abgastemperaturen und Wechselwirkungen. Dabei soll besonders auf die Vorhersage von NOx- HC- und CO-Rohemissionen eingegangen werden. Die Wechselwirkungen der variablen Ventilsteuerzeiten auf andere Komponenten des Luftpfades soll dabei ganzheitlich mit untersucht werden. Dafür wird eine Kombination aus 0-D-, Q-D-, 1-D- und auch 3-D-Simulationen basierend auf detaillierter chemischer Kinetik sowie Experimenten mit einem Einzylinder-Forschungsmotor mit vollvariablem Ventiltrieb vorgeschlagen.
Durch den Abgleich von 0-D, 1-D und 3-D Simulationsmodellen wird die Übertragbarkeit der Erkenntnisse auf bauähnliche Motoren der einzelnen Original Equipment Manufacturers (OEM) gewährleistet.

Die voraussichtlichen Ergebnisse dieses Projekts sind:

  • Umfangreiche Messdaten, die die verschiedentlichen Zusammenhänge des Einsatzpotentials variabler Ventiltriebe bei Dieselmotoren zeigen. Durch den Einsatz eines vollvariablen, elektrohydraulischen Ventiltriebs können die unterschiedlichen Effekte einzelner Ventilhubsstrategien gezielt dargestellt werden.

  • Eine 0-D basierte Simulationsmethode, die die Effekte von variablen Ventilsteuerzeiten auf die Abgasemissionen in Dieselmotoren berechnen kann. Das stochastische Reaktormodell wird für einen vorgegebenen Motor abgestimmt, um die Motorleistungs-parameter und die Abgasemissionen abhängig von der VVT Strategie und für das gesamte Motorkennfeld zu simulieren. Weiterhin erlaubt diese Methode eine Optimierung der VVT Strategie hinsichtlich der Minimierung der Rohemissionen.

Kernziele des Vorhabens: Emissionsmodellierung der dieselmotorischen Verbrennung mit variabler Ventilsteuerung.

Fördermittelgeber: Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V.

Für weitere Informationen zum Projekt stehen Ihnen auch die Ansprechpartner der Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V. (FVV) zur Verfügung.

HC/CO-Modell

Projektlaufzeit: 01.01.2018 - 31.07.2020

Ansprechpartner: Christian Schnapp, M.Sc.

Projektbeschreibung:

In diesem Projekt wird ein phänomenologischer 0D/1D-Ansatz erarbeitet um die innermotorische Bildung der Rohemissionen an unverbrannten Kohlenwasserstoffen und Kohlenstoffmonoxid für Dieselmotoren zu simulieren. Das Modell soll das Niveau der HC- und CO-Emissionen sowohl in stationären als auch in transienten Betriebsbedingungen vorhersagen. Die Ergebnisse des Modells für die HC- und CO-Bildung sind sowohl für die Emissionsvorhersage und darüber für die Abgasnachbehandlung und den Regenerationsbetrieb interessant. Außerdem sind diese Emissionen beim Dieselmotor je nach Betriebspunkt für eine präzise Vorhersage des Wirkungsgrades und damit des Kraftstoffverbrauchs relevant. Zur Vorhersage der Bildung von HC und CO muss das Modell die relevanten Inhomogenitäten bei der dieselmotorischen Verbrennung abbilden. Hierbei sind insbesondere die lokal mageren und fetten Bereiche relevant. Wobei für die HC-Emissionen zusätzlich noch die Flammenlöschung in der Nähe der Brennraumwände relevant ist. In Kombination mit stark vereinfachten chemischen Reaktionsmechanismen lassen sich mit diesen modellierten Inhomogenitäten die HC- und CO-Bildung vorhersagen.

Kernziele des Vorhabens: Simulation der innermotorischen Bildung der Rohemissionen an unverbrannten Kohlenwasserstoffen und Kohlenstoffmonoxid für Dieselmotoren.

Fördermittelgeber: BMWi/AiF - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie / Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen

Für weitere Informationen zum Projekt stehen Ihnen auch die Ansprechpartner der Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V. (FVV) zur Verfügung.

Abschlussbericht

ICE2025+: Ultimate System Efficiency

Laufzeit: 01.03.2018 - 31.10.2020

Ansprechpartner: Feyyaz Negüs, M.Sc. und Viktoria Kelich, M.Sc.

Projektpartner:

RWTH Aachen, Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen (VKA)

TU Braunschweig, Institut für Verbrennungskraftmaschinen (IVB)

TU Darmstadt, Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe (VKM)

Projektbeschreibung:
CO2-Ziele im Bereich von 68 bis 75 g CO2/km werden ab 2025 innerhalb der Europäischen Union erwartet. Dieses ehrgeizige Ziel wird nur mit einer großen Eindringtiefe von hybridisierten Antriebssträngen erreicht. Daraus ergibt sich die Aufgabe für jeden Hersteller, ein Antriebssystem mit einem günstigen Kosten-Nutzen-Verhältnis zu entwickeln. Integraler Bestandteil eines solchen Systems wird höchstwahrscheinlich ein fremdgezündeter Verbrennungsmotor sein.

Die CO2-Vorteile sollten sowohl durch einen durchdachten Einsatz der Hybridisierung (Lastpunktverschiebung, Rekuperation, etc.) als auch durch die Verbesserung des Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors selbst entstehen. Zu diesem Zweck sollten mehrere Technologien und deren Kombinationen untersucht werden, wie z.B. höhere Verdichtungsverhältnisse in Kombination mit Miller, hochbelastbare AGR oder schlagfeste Kraftstoffe. Ziel des Projekts ist die Optimierung des Verbrennungsmotors mit dem Ziel, einen Gesamtmotorwirkungsgrad von nahezu 45% in den für den Betrieb von HEVs oder PHEVs relevanten Motorbetriebspunkten zu erreichen. Das Ergebnis des Projekts ist eine Bewertung, welche Technologien in Bezug auf den Gesamtmaschinenwirkungsgrad am effektivsten sind, ein minimales Risiko darstellen und vorzugsweise ergänzend zur Verbesserung der Motoreneffizienz eingesetzt werden können.


Kernziele des Vorhabens:
Die Untersuchung des Fremdzündungsmotors auf seinen Wirkungsgrad durch 0D/1D-Simulation.

Fördermittelgeber: Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V.

Für weitere Informationen zum Projekt stehen Ihnen auch die Ansprechpartner der Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V. (FVV) zur Verfügung.

Nachoxidation (HC, CO und Partikel) im Abgaskrümmer bei Ottomotoren

Laufzeit: 01.10.2018 - 28.02.2021

Ansprechpartner: Rodolfo Tromellini, M.Sc., Jan Przewlocki, M.Sc. und Viktoria Kelich, M.Sc.

Projektpartner:

Chiba University National University, Japan

Meiji University, Japan

Projektbeschreibung:

Die Einführung immer dynamischerer Fahrzyklen für die Pkw-Typgenehmigung, wie WLTP- oder sogar Messungen des realen Fahrbetriebs (RDE), erfordert eine Verbesserung des transienten Motorverhaltens bei gleichzeitiger Minimierung der Emissionen. Die Nachoxidation von fetten Verbrennungsprodukten im Abgaskrümmer mit spülender Frischluft ist eine vielversprechende Maßnahme, um dieses Ziel zu erreichen.

Das Spülen des Zylinders verringert den darin enthaltenen Restgasgehalt, reduziert die Brennraumtemperatur und der erhöhte Massenstrom verbessert das dynamische Verhalten des Abgasturboladers. Durch den daraus resultierenden Sauerstoffüberschuss wird ein effektiver Betrieb des Dreiwegekatalysators behindert. Eine Möglichkeit, dieses Problem zu lösen, ist Bindung des überschüssigen Sauerstoffs durch eine Oxidation mit den Produkten einer fetten Verbrennung aus dem Brennraum. Dadurch kann durch die Erhöhung der Abgasenthalpie das dynamische Verhalten des Turboladers zusätzlich verbessert werden. Die fette Verbrennung senkt außerdem die Temperatur im Brennraum, was die Klopfneigung verringert. Ein weiterer Nutzen der Nachoxidation ist die Möglichkeit, den Katalysator schneller auf Betriebstemperatur zu bringen.

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines Nachoxidationsmodells für die 0D/1D-Simulation. Um dieses Modell entwickeln zu können, ist ein tiefes Verständnis des entscheidenden Misch- und Oxidationsprozesses von Spülluft und fetten Verbrennungsprodukten erforderlich.

Im Rahmen dieses Projekts werden 3D-CFD-Simulationen einschließlich der Reaktionskinetik in Kombination mit Prüfstandmessungen durchgeführt. Zur Reduktion der 3D-CFD-Rechenzeit wird ein reduzierter Reaktionsmechanismus, der alle wichtigen chemischen Prozesse der Nachoxidation abdeckt, entwickelt.

Das im Verlauf des Projekts entwickelte Nachoxidationsmodell wird basierend auf Prüfstandmessungen erweitert, um auch Prozesse innerhalb der Turbine abbilden zu können.

Schließlich wird ein RDE-Fahrzyklus simuliert, um zum einen das Potential der Nachoxidation aufzuzeigen und zum anderen den Einfluss kritischer Beschleunigungsmanöver auf die Anwendbarkeit auf Nachoxidation zu bewerten.

Kernziele des Vorhabens: Entwicklung eines Nachoxidationmodells auf 0D/1D Ebene.

Fördermittelgeber:

FVV-EM - FVV-Projekte mit Eigenmittel-Förderung

CORNET - Collective Research Networking

BMWi/AiF - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie / Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen

Für weitere Informationen zum Projekt stehen Ihnen auch die Ansprechpartner der Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V. (FVV) zur Verfügung.

Pkw-CNG-Zündstrahlverfahren

Projektlaufzeit: 01.08.2017 - 31.03.2021

Ansprechpartner: Simon Hummel, M.Sc.

Projektbeschreibung:

Untersuchungen zu einem CNG-Zündstrahl-Brennverfahren

Bei der Darstellung von monovalenten CNG-Brennverfahren mit hohen Spitzendrücken stellen die aktuell in Ottomotoren eingesetzten Zündsysteme eine Restriktion dar. Zündstrahlsysteme, welche durch die Selbstzündung von geringen Mengen eines zündwilligen, direkt eingebrachten Kraftstoffes (z.B. Dieselkraftstoff) gekennzeichnet sind, bieten hier eine interessante Alternative. Deshalb soll im Rahmen dieses Projekts untersucht werden, in wie weit mittels verschiedener Kraftstoffe, die mit einem Benzin-Einspritzsystem eingespritzt werden, eine Zündung für ein Erdgas/Luft-Gemisch dargestellt werden kann. Das Zündstrahlverfahren wird bis dato in Großmotoren eingesetzt. Ziel dieses Projekts ist eine Potenzialabschätzung der zu untersuchenden Kraftstoffe und eine Bewertung dieses Konzepts für Motoren in Pkw-Größe. Dazu werden zunächst optische Untersuchungen am flüssigen Zündstrahl vorgenommen. Mittels Highspeed-Fotografie und PDA-Messtechnik können die detaillierten Eigenschaften des Zündstrahls erforscht und optimiert werden. Nachfolgend wird das Brennverfahren auf einem Einzylinderforschungsmotor am Prüfstand umfangreich untersucht.

Kernziele des Vorhabens: Potenzialabschätzung der zu untersuchenden Kraftstoffe und Gesamtbewertung des Konzepts Zündstrahl-Brennverfahren für Pkw-Gasmotoren.

Fördermittelgeber: BMWi/AiF - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie / Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen

Für weitere Informationen zum Projekt stehen Ihnen auch die Ansprechpartner der Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V. (FVV) zur Verfügung.

Schnelle Vorhersage von klopfenden Verbrennungen in Ottomotoren

Projektlaufzeit: 01.10.2019 - 30.09.2021

Ansprechpartner: Nicolas Fajt, M.Sc.

Projektpartner:

RWTH Aachen, Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen (VKA)

Projektbeschreibung:

Methodenentwicklung für ein prädiktives, schnelles und robustes 0D-Simulationswerkzeug zur Berechnung von motorischem Klopfen und zyklischen Schwankungen unter Berücksichtigung des stochastischen Auftretens dieser Phänomene, Brennstoffeinflüssen und deren Wechselwirkungen. 

Die Entwicklungsanstrengungen zur Wirkungsgradsteigerung von Ottomotoren zielen darauf ab, die Tendenz zum motorischen Klopfen zu verringern und die Verbrennungsstabilität zu verbessern, die eng mit den zyklischen Schwankungen zusammenhängen. Die stochastische Natur dieser Merkmale machen eine zuverlässige, schnelle Simulation zu einer anspruchsvollen, bisher nicht zufriedenstellend gelösten Aufgabe. Folglich beruhen die meisten Simulationsmethoden fast ausschließlich auf umfangreichen experimentellen Daten zur Simulation von Klopfen.  

Dieser Nachteil kann durch die Verwendung eines stochastischen Reaktor-Models und der Nutzung des Detonationsdiagramms von Bradley zur Klopfidentifikation vermieden werden.  

Die Allgemeingültigkeit der Bedingungen zur Entwicklung von Detonationsgrenzen in diesem Diagramm wurde jedoch noch nicht verifiziert (z. B. für verschiedene Benzinsurrogate, Motortypen und Betriebsbedingungen).

Kernziele des Vorhabens: Entwicklung eines schnellen und robusten Simulationswerkzeugs zur Vorhersage von klopfenden Verbrennungen für Ottomotoren.

Fördermittelgeber: Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V.

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Spraymodel für direkteinspritzende Ottomotoren

Laufzeit: 01.01.2019 - 31.12.2021

Ansprechpartner: Cornelius Wagner, M.Sc. und Viktoria Kelich, M.Sc.

Projektpartner:

TH Nürnberg, Institut für Fahrzeugtechnik (IFZN)

Projektbeschreibung:
Durch die neue Emissionsgesetzgebung (RDE) sind die Leistungsanforderungen an den Einspritz- und Verbrennungsprozess stark gestiegen. Eine optimierte Steuerung des Einspritzprozesses hinsichtlich der Gemischbildung und Zylinderwandbeaufschlagung ist in einem weiten Bereich von Betriebszuständen wie z.B. Katalysatorheizung oder Kaltstart erforderlich. Vor allem bei den Ottomotoren mit Direkteinspritzung wird die Einspritzstrategie, aufgrund der steigenden Anzahl von Einspritzungen pro Takt bei unterschiedlichen Einspritzsystem- und Motorzylinderdrücken und der Vielzahl unterschiedlicher Kraftstoffmischungen, die die Durchdringung, Form und Gemischbildung beeinflussen, immer komplexer. Das typische Entwicklungswerkzeug zur genauen Vorhersage des Einspritzprozesses basiert auf der CFD-Sprühsimulation, die zwar genaue Ergebnisse liefert, aber rechnerisch aufwendig ist und weder für das Screening einer großen Anzahl von Einspritzvariablen noch für die Entwicklung der Regelstrategie optimal ist.


Kernziele des Vorhabens:
Das Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines Simulationswerkzeuges, das in der Lage ist, die räumliche Verteilung eines transienten Sprays in Bezug auf Kraftstoffgeschwindigkeit, Masse und Äquivalenzverhältnis vorherzusagen. Das Werkzeug soll für Mehrfacheinspritzungen und für verschiedene Kraftstoffmischungen (z.B. Benzin-Ethanol) funktionieren.

Fördermittelgeber: Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V.

Für weitere Informationen zum Projekt stehen Ihnen auch die Ansprechpartner der Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V. (FVV) zur Verfügung.

Thermodynamik Feuerstegvolumen

Laufzeit: 01.01.2017 - 30.04.2021

Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Berner, Markus Koch, M.Sc.

Projektbeschreibung:
Untersuchung und physikalisch/chemisch-basierte Modellierung im Sinne einer Energiebilanz der Einflüsse des zeitlich veränderlichen Anteils der unverbrannten Masse in Wandnähe und im Feuersteg

Untersuchung und physikalisch/chemisch-basierte Modellierung im Sinne einer Energiebilanz der Einflüsse des zeitlich veränderlichen Anteils der unverbrannten Masse in Wandnähe und im Feuersteg. Die Einflussnahme der Interaktion zwischen Feuerstegvolumen und wandnaher Bereiche und dem Brennraum in der Verbrennungsphase nach dem Erreichen des Spitzendrucks sollen zunächst modellierungsorientiert experimentell untersucht werden und basierend auf diesen Erkenntnissen soll ein Modell zur Abbildung der wandnahen Phänomene der Wärmefreisetzung im Sinne einer momentanen Energiebilanz entwickelt werden. Ein besseres Verständnis der Interaktion zwischen Feuerstegvolumen und Brennraum ist eine notwendige Randbedingung, um die Auswirkungen der unverbrannten Gemischmasse im Feuersteg beschreiben zu können und für die Analyse und Simulation direkt nutzbar zu machen.

Kernziele des Vorhabens:
Ein besseres Verständnis der Interaktion zwischen Feuerstegvolumen und Brennraum Beschreibung der Auswirkungen der unverbrannten Gemischmasse im Feuersteg

Fördermittelgeber: BMWi/AiF - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie / Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen / Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V.

Für weitere Informationen zum Projekt stehen Ihnen auch die Ansprechpartner der Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V. (FVV) zur Verfügung.

VVT für Diesel NSK Regeneration

Projektlaufzeit: 01.04.2017 - 31.03.2021

Ansprechpartner: Michael Brotz, M.Sc. und Markus Maul, M.Sc.

Projektbeschreibung:

Der Fettbetrieb zur NSK-Regeneration mit einem Verbrennungsluftverhältnis von Lambda ~ 0,95 wird in der Regel durch Ansaugluftdrosselung und hohe externe AGR-Raten realisiert. Diese Vorgehensweise führt im Dieselmotor bei niedriger Motorlast zu einer geringen Verbrennungsstabilität. Aus diesem Grund ist die NSK-Regeneration unterhalb einer gewissen Lastgrenze nicht oder nur sehr schwer möglich. Bei der herkömmlichen NEFZ-basierten Gesetzgebung wird daher in der Regel im EUDC-Teil des Tests regeneriert. Im RDE-Schwachlastbetrieb, insbesondere bei niedriger Außentemperatur und/oder Höhe, stellt die NSK-Regeneration ein Problem dar.

Variable Ventilhubstrategien wie der Auslasszweithub können durch die heiße interne AGR die Verbrennung bei schwacher Last deutlich stabilisieren. Wie erste Stichversuche zeigen, kommt es durch die höhere Prozesstemperaturkurve vermehrt zur Bildung von Kohlenmonoxid (CO) und weniger zur Bildung von Kohlenwasserstoffen (HC). Diese Verschiebung der Abgaszusammensetzung ist vorteilhaft für die NSK-Regeneration.

Die Zielsetzung ist eine verbesserte und flexiblere Diesel NSK-Regeneration im gesamten Motorkennfeld mit Hilfe von variablen Ventilsteuerstrategien. Im Rahmen der Versuche soll untersucht werden, ob für ein optimales Regenerationsverhalten bei schwacher Last diskret umschaltbare Ventilerhebungskurven ausreichend sind, oder ob ein kontinuierlich variables System erforderlich ist. Weiterhin soll untersucht werden, ob durch eine gezielte Auslegung der Auslassdoppelhubstrategie in Kombination mit der Einlassventilhubstrategie der Anstieg der Rußpartikelemission vermindert werden kann.

Der Nutzen liegt in der Bewertung eines Technologiebausteins, der für die Erfüllung der künftigen RDE-Gesetzgebung relevant sein kann. In bisherigen FVV-Projekten wurde dieses Potential von variablen Ventilhubstrategien nicht untersucht.      

Kernziele des Vorhabens: Untersuchung des Potentials von interner AGR mittels variablem Ventiltrieb zur Stabilisierung der fetten Verbrennung für die Diesel NSK-Regeneration bei niedriger Motorlast

Fördermittelgeber: BMWi/AiF - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie / Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen.

Für weitere Informationen zum Projekt stehen Ihnen auch die Ansprechpartner der Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V. (FVV)  zur Verfügung.

 

Schlussbericht

Wassereinspritzung am Dieselmotor

Projektlaufzeit: 01.11.2018 - 31.10.2020

Ansprechpartner: Sebastian Welscher, M.Sc. und Antonino Vacca, M.Sc.

Projektpartner: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Kolbenmaschinen (IFKM)

Projektbeschreibung:

Vor dem Hintergrund eines steigenden Klimabewusstseins und der Einführung deutlich strikterer Abgasgesetzgebungen steht die Weiterentwicklung des Dieselmotors vor großen Herausforderungen. Neben der Senkung des Verbrauchs zur Einhaltung der Flottenverbräuche, ist vor allem der Ausstoß von Schadstoffemissionen unter anspruchsvolleren Randbedingungen zu reduzieren. Diese Zielvorgaben sind bei konventionellen Dieselmotoren ausgehend vom aktuellen Technikstand zunehmend schwerer zu erreichen. Zum einen hat die Komplexität des Gesamtsystems „Dieselmotor“ bereits einen sehr hohen Grad erreicht, der kaum Raum für bemerkenswerte Entwicklungssprünge bietet. Zum anderen beeinflussen sich die genannten Ziele in der Regel gegensätzlich, sodass eine gefundene Lösung oft nur einen Kompromiss darstellt.

Um diesen Konflikt zu entschärfen und um neues Entwicklungspotential aufzuzeigen, wird deshalb im Rahmen dieses Forschungsprojektes die Wassereinspritzung beim Dieselmotor untersucht. In der Vergangenheit wurde diese Technologie vor allem bei Flug- und Schiffsmotoren bereits erfolgreich eingesetzt. Aktuell findet diese im Bereich von Ottomotoren einen wachsenden Einsatzbereich.

Während bei Ottomotoren hauptsächlich die Leistungssteigerung im Vordergrund steht, wird die Wassereinspritzung beim Dieselmotor vor allem im Hinblick auf die Schadstoffemissionen untersucht. Aufgrund der niedrigeren Spitzentemperaturen durch die Verdampfung des Wassers im Ansaugtrakt bzw. Zylinder kann die innermotorische Stickoxid-Produktion signifikant gesenkt werden. In Verbindung mit anderen Maßnahmen, wie der Drosselung der Abgasrückführungsrate (AGR), sind zudem auch positive Einflüsse auf die Rußoxidation und den Wirkungsgrad zu erwarten.

Um potentielle Effekte richtig abbilden und während der Entwicklung berücksichtigen zu können, ist es notwendig, diese nach einer eingehenden Untersuchung für die Motorensimulation zugänglich zu machen.

Hierzu ist vor allem die richtige Modellierung des Zündverzuges und des Brennverlaufs in Abhängigkeit der eingespritzten Wassermenge notwendig, um eine veränderte dieselmotorische Verbrennung genau zu berechnen, die wiederum die Basis für eine korrekte Abbildung der Schadstoffemissionen bildet. Falls notwendig sind die Modelle letzterer ebenfalls entsprechend den Ergebnissen der Untersuchungen anzupassen.

Nach Implementierung der gewonnenen Erkenntnisse in die 0D/1D-Simulation ist die Entwicklung möglicher Anwendungsstrategien der Wassereinspritzung im Realbetrieb geplant. Grundlage hierfür bilden die neu erstellten bzw. angepassten Berechnungsmodelle. Eine Bewertung und Potentialanalyse schließt das Projekt ab.

Das Projekt geschieht in Zusammenarbeit mit dem Institut für Kolbenmaschinen (IFKM) aus Karlsruhe (Karlsruhe Insitute of Technology, kurz: KIT). Dort werden parallel zu den simulativen Untersuchungen und Modellierungsarbeiten des Instituts für Fahrzeugtechnik Stuttgart (kurz: IFS) umfangreiche Messungen an einem modifizierten Motorenprüfstand durchgeführt. Diese Ergebnisse dienen als Grundlage und Erweiterung des Verständnisses über die Effekte der Wassereinspritzung auf die Dieselverbrennung und fließen in die Modellbildung und –validation mit ein. Das IFS bearbeitet dahingegen ausschließlich die Simulationsumfänge dieses Projekts. Letztere umfassen neben der Modellierung und Simulation im 0D/1D Bereich auch 3D-CFD Untersuchungen.

Kernziele des Vorhabens:

  • Untersuchung, Modellierung und Simulation von Auswirkungen der Wassereinspritzung auf die Dieselverbrennung
  • Entwicklung und Untersuchung von möglichen Anwendungsstrategien der Wassereinspritzung im Realbetrieb

Fördermittelgeber: BMWi/AiF - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie / Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen

Für weitere Informationen zum Projekt stehen Ihnen auch die Ansprechpartner der Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V. (FVV) zur Verfügung.

Abschlussbericht

Projektsteckbrief BIPoLplus

Projektlaufzeit: 3 Jahre

Projektpartner: Daimler - Porsche - EnBW - Bosch - KIT, DLR, IPT Technology

Ansprechpartner

Lehrstuhl Kraftfahrzeugmechatronik

Herr Prof. Dr.-Ing. H.-C. Reuss

Herr Dr.-Ing. Grimm 

Dr.-Ing. Dean Martinovic

Telefon  +49 711-685-6852 

Berührungsloses, induktives und positionstolerantes Laden - BIPoLplus

Heutzutage werden batterieelektrische Fahrzeuge in aller Regel konduktiv an den üblichen Haushaltssteckdosen aufgeladen. Dies erfordert ein aktives Handeln des Fahrzeugnutzers. Er muss sein Fahrzeug für den Ladevorgang an der Ladestation manuell kontaktieren bzw. nach Ladeschluss das Ladekabel entfernen. Anzunehmen ist, dass dieser Vorgang ein bzw. mehrmals täglich stattfinden wird, da batterieelektrische Fahrzeuge heute eine begrenzte Reichweite haben und entsprechend häufig aufzuladen sind. Für den Fahrzeugnutzer ist dies ein erheblicher Aufwand und erfordert diszipliniertes Handeln, auch unter eventuell widrigen Bedingungen (schlechtes Wetter, verschmutzte Ladekabel). Batterieelektrische Fahrzeuge können prinzipiell an jeder Steckdose geladen werden. Die maximale Leistung ist i.a. aber auf 3 kW begrenzt, was zur Vollladung einer Fahrbatterie von etwa 20 kWh Kapazität etwa 5 bis 10 Stunden dauert. Dies ist für eine komfortable Nutzung – wenn man es mit heute üblichen verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeugen vergleicht, nicht wettbewerbsfähig. Außerdem gilt es generell das Nutzerverhalten zu berücksichtigen, der Stecker wird dann zur Hand genommen, wenn notwendig. So ergeben sich höhere Ladehübe pro Ladung mit einer höheren Belastung der Batterie und größeren Belastungen des Stromnetzes. Die tatsächliche Belastung des Netzes hängt dann auch noch von der statistischen Verteilung der Ladevorgänge über die Menge der Elektrofahrzeugnutzer ab. Es sind andere Lösungen notwendig, um dieses Problem zu lösen. Wenn die E-Mobilität einen Beitrag zur Netzintegration dezentraler Einspeiser durch eine Lastverschiebung leisten soll, muss die Ladedauer deutlich unter 10 h liegen und die Ladeleistung entsprechend angepasst werden.
 
Kernziele des Vorhabens sind 
Die Gestaltung einer einfach handhabbaren Ladeinfrastruktur mit ausreichender Leistung für kurze Ladezeiten ist ein Schlüsselfaktor für den wirtschaftlichen Durchbruch der Elektromobilität und ermöglicht durch die Gesamtheit der technologieübergreifenden Innovationen zunächst eine signifikante Verbesserung der Kundenakzeptanz.  Für die Automobilhersteller und die Zulieferindustrie, aber auch für die Energiewirtschaft, eröffnen sich durch die branchenübergreifende Zusammenarbeit neue Geschäftsfelder wie z. B. die Fertigung von Zulieferteilen und Komponenten. Dazu sind technische Grundlagen zu erarbeiten, unter Berücksichtigung der kostenverträglichen Machbarkeit. 
 
Im Projekt werden die Grundlagen für mehrere Teilziele erarbeitet:
 
- Erarbeiten eines System-Lastenheftes für die berührungslose Schnellladung. - Analyse und exemplarische Konzeption der Teilkomponenten primäre Leistungselektronik, Primärspule, Sekundärspule, sekundäre Leistungselektronik. - Aufbau der Funktionsmuster für die primär- und sekundärseitigen Komponenten. - Integration, Inbetriebnahme und Applikation der infrastrukturseitigen und der fahrzeugseitigen Komponenten. - Messtechnische Bewertung des Funktionsmusters unter Berücksichtigung einschlägiger Normen und Vorschriften. - Entwicklung eines Fahrerassistenzsystems zum Auffinden der Ladespule. - Inbetriebnahme, Netzintegration und Praxistest des kompletten Ladesystems.
 
Weitere Ziele im Projekt: Herausarbeiten von Kriterien zur Sicherstellung der Interoperabilität verschiedener Systeme zur Vorbereitung der Standardisierung durch begleitende Simulation und Studien, unter anderem die Erfassung der Anforderungen zur Konzeption einer Ladespur, auf der mehrere Fahrzeuge in vorrückender Fahrweise geladen werden. Hierzu werden intelligente Systeme zur optimierten Netzbetriebsführung konzipiert und evaluiert.
 
Projektförderung Fördermittelgeber  Bundesministerium für Bildung und Forschung

Projektsteckbrief: ownGRID

Projektlaufzeit: 2016 bis 2018

Projektpartner - Vector Stiftung

Kraftfahrzeugmechatronik

Herr Prof. Dr.-Ing. H.-C. Reuss 

Dr.-Ing. Thomas Riemer

Telefon +49 711 685-68131

ownGRID – Elektromobilität als lokale Speicherlösung durch Smartgridoptimierung

Ziel des Projektes ownGRID ist es, ganzheitlich optimierte Betriebsstrategien für lokale Netze, die die stationären Verbraucher (Privathaushalt), einen regenerativen Energieerzeuger (PV-Anlage), ein Elektrofahrzeug und Batteriespeicher (im Fahrzeug und stationär) umfassen, zu entwerfen um diese Netze kosten- und energieoptimal zu betreiben. Durch die intelligente Nutzung der vorhandenen Energiespeicherkapazitäten, also durch Rückspeisung von Energie aus dem geladenen Stationärspeicher ins lokale Netz oder das Laden des Elektrofahrzeuges während Phasen in denen ein Solarstromertrag anfällt, lässt sich die Autarkiequote, unter Gewährleistung der Randbedingungen Mobilitätsbedarf und Verschleiß, erhöhen und somit sowohl monetäre wie auch ökologische Vorteile erreichen. Darüber hinaus werden zukünftige Wetter- und Fahrprognosen verwendet, um das Netz intelligenter und angepasst auf die zukünftige Situation regeln zu können. Kernziele des Vorhabens sind - Entwurf einer ganzheitlich optimierten Betriebsstrategie für lokale Netze. - Kosten- und energieoptimaler Betrieb der Netze unter Berücksichtigung der Randbedingungen. - Berücksichtigung von Wetterprognosen, gelernte Verbrauchsmuster des Hauses und dem Mobilitätsbedarf des Elektrofahrzeugs.

Projektförderung Fördermittelgeber Vector Stiftung

 

Nachoxidation (HC, CO und Partikel) im Abgaskrümmer bei Ottomotoren

Laufzeit: 01.10.2018 - 30.09.2020

Ansprechpartner: Rodolfo Tromellini, M.Sc., Jan Przewlocki, M.Sc. und Viktoria Kelich, M.Sc.

Projektpartner:

Chiba University National University, Japan

Meiji University, Japan

Projektbeschreibung:

Die Einführung immer dynamischerer Fahrzyklen für die Pkw-Typgenehmigung, wie WLTP- oder sogar Messungen des realen Fahrbetriebs (RDE), erfordert eine Verbesserung des transienten Motorverhaltens bei gleichzeitiger Minimierung der Emissionen. Die Nachoxidation von fetten Verbrennungsprodukten im Abgaskrümmer mit spülender Frischluft ist eine vielversprechende Maßnahme, um dieses Ziel zu erreichen.

Das Spülen des Zylinders verringert den darin enthaltenen Restgasgehalt, reduziert die Brennraumtemperatur und der erhöhte Massenstrom verbessert das dynamische Verhalten des Abgasturboladers. Durch den daraus resultierenden Sauerstoffüberschuss wird ein effektiver Betrieb des Dreiwegekatalysators behindert. Eine Möglichkeit, dieses Problem zu lösen, ist Bindung des überschüssigen Sauerstoffs durch eine Oxidation mit den Produkten einer fetten Verbrennung aus dem Brennraum. Dadurch kann durch die Erhöhung der Abgasenthalpie das dynamische Verhalten des Turboladers zusätzlich verbessert werden. Die fette Verbrennung senkt außerdem die Temperatur im Brennraum, was die Klopfneigung verringert. Ein weiterer Nutzen der Nachoxidation ist die Möglichkeit, den Katalysator schneller auf Betriebstemperatur zu bringen.

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines Nachoxidationsmodells für die 0D/1D-Simulation. Um dieses Modell entwickeln zu können, ist ein tiefes Verständnis des entscheidenden Misch- und Oxidationsprozesses von Spülluft und fetten Verbrennungsprodukten erforderlich.

Im Rahmen dieses Projekts werden 3D-CFD-Simulationen einschließlich der Reaktionskinetik in Kombination mit Prüfstandmessungen durchgeführt. Zur Reduktion der 3D-CFD-Rechenzeit wird ein reduzierter Reaktionsmechanismus, der alle wichtigen chemischen Prozesse der Nachoxidation abdeckt, entwickelt.

Das im Verlauf des Projekts entwickelte Nachoxidationsmodell wird basierend auf Prüfstandmessungen erweitert, um auch Prozesse innerhalb der Turbine abbilden zu können.

Schließlich wird ein RDE-Fahrzyklus simuliert, um zum einen das Potential der Nachoxidation aufzuzeigen und zum anderen den Einfluss kritischer Beschleunigungsmanöver auf die Anwendbarkeit auf Nachoxidation zu bewerten.

Kernziele des Vorhabens: Entwicklung eines Nachoxidationmodells auf 0D/1D Ebene.

Fördermittelgeber:

FVV-EM - FVV-Projekte mit Eigenmittel-Förderung

CORNET - Collective Research Networking

BMWi/AiF - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie / Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen

Für weitere Informationen zum Projekt stehen Ihnen auch die Ansprechpartner der Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V. (FVV) zur Verfügung.

Projektlaufzeit: 2016 bis 2018

Projektpartner - Vector Stiftung

Kraftfahrzeugmechatronik

Herr Prof. Dr.-Ing. H.-C. Reuss 

Dr.-Ing. Thomas Riemer

Telefon +49 711 685-68131

ownGRID – Elektromobilität als lokale Speicherlösung durch Smartgridoptimierung

Ziel des Projektes ownGRID ist es, ganzheitlich optimierte Betriebsstrategien für lokale Netze, die die stationären Verbraucher (Privathaushalt), einen regenerativen Energieerzeuger (PV-Anlage), ein Elektrofahrzeug und Batteriespeicher (im Fahrzeug und stationär) umfassen, zu entwerfen um diese Netze kosten- und energieoptimal zu betreiben. Durch die intelligente Nutzung der vorhandenen Energiespeicherkapazitäten, also durch Rückspeisung von Energie aus dem geladenen Stationärspeicher ins lokale Netz oder das Laden des Elektrofahrzeuges während Phasen in denen ein Solarstromertrag anfällt, lässt sich die Autarkiequote, unter Gewährleistung der Randbedingungen Mobilitätsbedarf und Verschleiß, erhöhen und somit sowohl monetäre wie auch ökologische Vorteile erreichen. Darüber hinaus werden zukünftige Wetter- und Fahrprognosen verwendet, um das Netz intelligenter und angepasst auf die zukünftige Situation regeln zu können. Kernziele des Vorhabens sind - Entwurf einer ganzheitlich optimierten Betriebsstrategie für lokale Netze. - Kosten- und energieoptimaler Betrieb der Netze unter Berücksichtigung der Randbedingungen. - Berücksichtigung von Wetterprognosen, gelernte Verbrauchsmuster des Hauses und dem Mobilitätsbedarf des Elektrofahrzeugs.

Projektförderung Fördermittelgeber Vector Stiftung

Projektlaufzeit 01.04.2016 bis 31.03.2019

Projektpartner AUDI AG

Ansprechpartner

Lehrstuhl Kraftfahrwesen

Prof. Dr.-Ing. Andreas Wagner

Dipl.-Ing. Nils Widdecke

nils.widdecke@ifs.uni-stuttgart.de 

Entwicklung von Methoden zur robusten Fahrwerkregelsystemauslegung in der frühen Entwicklungsphase

Die aktuelle, vornehmlich hardwarebasierte Entwicklung von Fahrwerkregelsystemen stößt mit steigender Fahrwerkskomplexität und -varianz zunehmend an ihre Grenzen. Sowohl die Auslegung in der frühen Entwicklungsphase, als auch die seriennahe Applikation erfordern einen erhöhten Zeitaufwand oder sind ohne virtuelle Methoden nicht leistbar. Der Fokus des Projekts liegt in der Entwicklung von Prozessen, Methoden und Tools zur Integration der virtuellen Entwicklung in den Produktentstehungsprozess. Hierzu wird eine Simulationsumgebung für vernetzte Fahrwerksfunktionen und -regelsysteme aufgebaut und validiert. Zur Analyse von Wechselwirkungen auf Fahrzeug-, Funktions- und Systemebene werden etablierte Algorithmen der Sensitivitätsanalyse herangezogen und für den Anwendungsfall modifiziert. Mit diesen Werkzeugen und diesem Wissen wird die virtuelle Fahrwerkregelsystemauslegung, -bewertung und -applikation zielgerichtet durchgeführt bzw. unterstützt. Durch diese Verzahnung von hardwarenaher und virtueller Entwicklung lassen sich die Entwicklungsqualität und -effizienz nachhaltig steigern. Kernziele des Vorhabens sind Entwicklung und Validierung Simulationsumgebung für vernetzte Fahrwerksfunktionen, Integration und Bewertung von Sensitivitätsanalysealgorithmen; Funktions- und Systemspezifikation sowie Fahrwerkregelsystemapplikation, Weiterentwicklung des Fahrwerkregelsystementwicklungsprozesses um diese virtuellen Methoden.

Projektförderung Fördermittelgeber AUDI AG

Projektlaufzeit 01.07.2017 bis 30.06.2020

Projektpartner Audi AG

Ansprechpartner:

Lehrstuhl Kraftfahrwesen

Prof. Dr.-Ing. Andreas Wagner

Dr. Ing. Jens Neubeck

 

Entwicklung einer Methode zur virtuellen, robusten Basisapplikation des Stabilitätssystems

Die heutige Fahrzeugentwicklung weist die Tendenz zu immer kürzeren Entwicklungszyklen bei einer gleichzeitig stetig steigenden Anzahl von vernetzten und wechselwirkenden Fahrwerkregelsystemen auf. Daraus resultiert eine umfassende Fahrzeugvarianz sowie eine umfangreiche Produktkomplexität. Um diesen Rahmenbedingungen Rechnung zu tragen, werden zukünftig vermehrt virtuelle Methoden einzusetzen sein, um zum einen die Komplexität und die Varianz zu beherrschen und zum anderen eine hohe Produktqualität sicherzustellen. Im Rahmen des Forschungsprojekts ist ein durchgängiger, virtueller Entwicklungsprozess für Fahrzeuge mit Bremsregelsystemen zu gestalten, der die speziellen Anforderungen von Bremsregelsystemen in allen Projektphasen berücksichtigt. Kernziele des Vorhabens sind Definition eines durchgängigen Entwicklungsprozesses für Fahrzeuge mit Bremsregelsystemen; Entwicklung der dafür notwendigen Methoden: Formale und durchgängige Prozessbeschreibung in jeder Phase des V-Modells; Parameterstudien auf Fahrzeug-, Funktions- und Systemebene; Robustheitsuntersuchungen.

Englisch

Thermodynamics Top Land Volume

Project duration: 01.01.2017 - 31.03.2020

Contact: Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Berner, Markus Koch, M.Sc.

Abstract:

Analysis and physically/chemically based modeling through an energy-balance of the influences of the time-varying unburnt mass fraction in wall proximity and in the top land. At first, the influence of near wall zones and the top land volume on the combustion chamber in the combustion phase after reaching peak pressure shall be investigated experimentally with a focus on modeling. Based on these findings, a model to describe the near wall phenomenon of the heat release through an energy-balance shall be developed. A better understanding of the interactions between top land volume and combustion chamber is a necessary boundary condition to describe the effects of the unburnt mixture mass in the top land and to make it useable in analysis and simulation.

Focus: A better understanding of the interaction between top land volume and combustion chamber Description of the effects of the unburnt mixture mass in the top land.

Funding: BMWi/AiF - Federal Ministry for Economic Affairs and Energy / German Federation of Industrial Research Associations / Research Association for Combustion Engines eV

For further information on the project, please also contact the Research Association for Combustion Engines (FVV).

Motorakustik

Kolbenbolzenlagerung II

Laufzeit: 01.04.2017 - 30.06.2020

Ansprechpartner: Denise Branciforti, M.Sc.

Projektpartner:

Universität Kassel, Institut für Antriebs- & Fahrzeugtechnik

HAWK, Hildesheim/Holzminden/Göttingen

Institut für Analytische Messtechnik Hamburg e. V., IAM-Hamburg e. V.

Projektbeschreibung:
Erhöhung der Betriebssicherheit der Kolbenbolzenlagerung. Im Rahmen des abgeschlossenen Forschungsvorhabens "Kolbenbolzenlagerung" konnte die lokale zeitliche und räumliche Schmierfilmbildung in den kolben- und pleuelseitigen Bolzenlagern als eine wesentliche Einflussgröße auf das Bewegungs- und Tragverhaltens des Kolbenbolzens identifiziert werden. Bislang liegen allerdings nur unzureichende Kenntnisse über die genauen Transportmechanismen zur Schmierstoffversorgung der Bolzenlager vor, die für eine Simulation der Schmierungsverhältnisse an den Lagerrändern und im Inneren erforderlich sind. Ziel des Vorhabens ist es, über ein verbessertes Verständnis der Ölversorgungssituation und der Identifikation von kritischen Mischreibungs- und Teilfüllungszuständen eine betriebssichere Auslegung der Kolbenbolzenlagerung zu erreichen. Experimentelle Untersuchungen liefern hierzu genaue Informationen über zeitlich veränderliche Festkörperkontakte in den Lagerstellen, sowie Reibwertkennfelder in Abhängigkeit der Temperatur, der Materialpaarung und des Schmierstoffzustandes. Die Ergebnisse werden mit den Simulationsergebnissen abgeglichen und führen - aufbauend auf der vorhandenen Software - zu einem verbesserten Simulationsmodell zur Analyse und Optimierung der Kolbenbolzenlagerung. Mit Hilfe der experimentellen und simulatorischen Erkenntnisse erfolgt eine Definition schadensrelevanter Mechanismen mit dem Ziel einer betriebssicheren Auslegung und der Reduktion der CO2-Emission durch Minimierung der Reibleistung.


Kernziele des Vorhabens:
Definition schadensrelevanter Mechanismen der Kolbenbolzenlagerung - betriebssichere Auslegung und der Reduktion der CO2-Emission durch Minimierung der Reibleistung.

Fördermittelgeber: BMWi/AiF - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie / Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen / Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V.

Für weitere Informationen zum Projekt stehen Ihnen auch die Ansprechpartner der Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V. (FVV) zur Verfügung.

Piston Conrod Dynamics II

Project duration: 01.01.2014 - 31.12.2016

Contact: Dipl.-Ing.  Wolfgang Gross

Project Partners:

University of Kassel, Institute for Automotive Engineering

Abstract:

Driven by stricter emission and fuel consumption regulations modern DI-Diesel enginies exhibit increasing combustion pressures. High combustion pressure in combination with high pressure gradients act as broadband excitation force, which stimulates natural vibrations of piston, conrod and crankshaft during engine operation. Starting from the combustion chamber the assembly of piston, conrod and crankshaft and the main bearings represent the system of internal vibration transfer which dominates the engine noise, as described in [1] and [2]. Based on the work carried out in the previous project “Piston Conrod Dynamics” this project serves to improve and extend the level of knowledge concerning the acoustic behavior of a modern EU6-Diesel engine with lightweight design components. To achieve this goal experimental and analytical investigations are carried out. First the modal behavior of single components and then the dynamic properties of the entire moving system were examined in detail in simulation and test as a base for the investigations. A successful correlation between experimental modal analysis (EMA) and Finite Element Analysis (FEA) forms the basis of model validation. The experimental investigations under fired conditions were done in an anechoic test bench to generate exact input and validation values for simulation models of structural dynamic and elastohydrodynamic coupled multi body systems. The measured values of combustion pressure, airborne and structure-borne sound allowed to identify the engine´s vibrational behavior in the whole operating range. After definition of a reference operating point various test series were carried out, such as injection timing and temperature variation. To understand the behavior of the conrod as the key component in more detail its elongation at the conrod shank during engine operation was also measured. The usage of semiconductor strain gauges allowed the recording of the natural vibrations of the conrod in a very accurate way up to a frequency about 10 kHz. Furthermore temperature measurements of piston and liner under fired conditions, allowed the determination of their warm contours using inverse methods. Variation of injection timing and conrod stiffness demonstrated main drivers for the dynamic behavior. In a further step measurement of the oil film thickness between the liner and the piston generated an improvement understanding of an unknown quantity in the simulation model. For this purpose the combination of inductive and capacitance measurements were used.

Focus: Calculation and measurement verification of dynamic contact forces between the piston and cylinder, taking into account transient thermal boundary conditions.

Funding: BMWi/AiF - Federal Ministry for Economic Affairs and Energy / German Federation of Industrial Research Associations / Research Association for Combustion Engines eV

For further information on the project, please also contact the Research Association for Combustion Engines (FVV).

Methode zur Reibungsmessung während des Zündvorgangs

Projektlaufzeit: 01.04.2018 - 30.11.2020

Ansprechpartner: Kevin Huttinger, M.Sc.

Projektpartner:

Universität Kassel, Institut für Antriebs- & Fahrzeugtechnik

Projektbeschreibung:

Zunehmender Verbrennungsdruck ist bei der Hubraumreduzierung von Motoren (Downsizing) unvermeidbar. Selbst wenn dabei die Haltbarkeit der Motoren aufrechterhalten werden kann, ist es nicht wünschenswert, die Reibungsverluste zu erhöhen. Die Reibung hängt hauptsächlich von der Verbrennungsdruckkurve ab. Im Allgemeinen wird angenommen, dass die Reibung von der Größe des Verbrennungsdrucks abhängig ist. Abhängig von der Charakteristik der Druckkurve, d.h. Größe und Kurbelwinkellage des Spitzendrucks treten trotz konstantem indiziertem Mitteldruck und konstanter Drehzahl aber Reibungsunterschiede auf. Der Grund dafür ist wahrscheinlich die Änderung des Schmierungszustandes. In der Motorentwicklung variiert die Verbrennungsdruckkurve in Abhängigkeit des Betriebspunkts und des Motortyps, so dass das Design unter Berücksichtigung dieses Effekts optimiert werden sollte. In den letzten Jahren hat die Betriebshäufigkeit bei niedrigen Öltemperaturen z.B. durch HEV zugenommen, weshalb die Optimierung über einen weiten Temperaturbereich erfolgen soll. Daher sind die Schmierungsbedingungen und die Reibung in Abhängigkeit von der Verbrennungsdruckkurve und der Öltemperatur genau zu simulieren und durch hochgenaue Prüf- und Messtechnik zu validieren. Damit können der Verbrennungsprozess und die Öltemperatur in einem frühen Entwicklungsstadium optimiert werden. Gleichzeitig sollte es möglich sein, eine gleichwertige Haltbarkeit mit kostengünstigeren Lagern zu erreichen. Letztendlich ist es wünschenswert, das Modell innerhalb des FVV-Zylindermoduls verwenden zu können.

Kernziele des Vorhabens: Methodenentwicklung zu Messung der Lagerreibung unter dem Einfluss der Zylinder-Druck Kurve.

Fördermittelgeber: Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V.

Für weitere Informationen zum Projekt stehen Ihnen auch die Ansprechpartner der Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V. (FVV) zur Verfügung.

Abgasnachbehandlung vor Abgasturbine

Laufzeit: 01.05.2018 - 31.12.2020

Ansprechpartner: Martin Angerbauer, M.Sc.

Projektpartner: TU Berlin, Institut für Land- und Seeverkehr (VKM)

Projektbeschreibung:
Eine weitere Verschärfung der Gesetzgebung von gasförmigen Emissionen und von Partikelemissionen wird erwartet. Deshalb ist das grundlegende Verständnis der Schadstoffentstehung und Wechselwirkungen besonders wichtig, um Möglichkeiten der Reduzierung der Schadstoffe zu finden.


Kernziele des Vorhabens:
• Analyse der zu untersuchenden ANB-Architekturen vor Abgasturbine => z.B. DOC / LNT und optional cDPF / SDPF
• Einfluss von Katalysatoren und Partikelfiltern auf die Abgasturbine bzw. das ATL-System bei Normal- und Fettverbrennung
=> Abgasmassenstrom, Impuls, Enthalpie, Wirkungsgrad, thermische und mechanische Haltbarkeit, Konvertierungsrate, …
• Einfluss der Position vor Abgasturbine auf Katalysatoren (Druckniveau, Druckpulsationen, Spitzentemperaturen und Temperaturniveau, Konvertierungsrate)
• Analyse und Abhilfemassnahemen in Bezug auf den dynanmischen Drehmomentaufbau => Aufladekonzepte, Ladedruckregelung
• Temperaturregelung von Katalysatoren, des DPF und der Turbine => Katalysatoraufheizung und aktive DPF-Regeneration.

Fördermittelgeber: Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V.

Für weitere Informationen zum Projekt stehen Ihnen auch die Ansprechpartner der Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V. (FVV) zur Verfügung.

Antriebstrangsynthese

Projektlaufzeit: 01.05.2018 – 30.04.2021

Ansprechpartner: Ralf Kleisch, M.Sc.

Projektbeschreibung:

Die fortschreitende Elektrifizierung von Fahrzeugen führt heute zu einer Vielzahl von unterschiedlichen Antriebsstrangarchitekturen. Insbesondere hybride Antriebsstrangkonfigurationen, die einen Verbrennungsmotor beinhalten und eine oder mehrere elektrische Maschinen, machen dabei einen Großteil der möglichen Architekturen aus.

Um den richtigen Antriebsstrang aus dieser Vielfalt, basierend auf der richtigen Wahl der Topologie sowie der Bestimmung der einzelnen Komponenten, auszuwählen, wird ein Optimierungswerkzeug benötigt, das in der Lage ist, die optimale Antriebskonzepte auf der Grundlage spezifischer Fahranforderungen zu bewerten und identifizieren. Um die Vielfalt der Konzepte beherrschen zu können, werden die optimalen Antriebsstränge in verschiedenen Stufen berechnet. Eine benutzerdefinierte Fahranforderung wird mit Hilfe der entwickelten Toolkette anhand verschiedener Optimierungsalgorithmen für mehrere Antriebsstrangkonfigurationen und unterschiedliche Granularitätsstufen berechnet.

Kernziele des Vorhabens:

Simulationsgestützte Ermittlung optimaler Hybrid-Antriebsstrangkonfigurationen hinsichtlich Topologie und Komponentendimensionierung

Fördermittelgeber: Promotionskolleg HYBRID

Bei Aktualisierungen oder Änderungen an folgende Adresse schreiben

 

Webmaster IFS

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